Các vấn đề phổ biến trong gia công CNC của các thành phần hàng không vũ trụ

Trước khi xử lý, cần phải tìm vật liệu phù hợp. Nhựa đặc biệt và siêu hợp chất rất khó mua, với chi phí vận chuyển cao và các quy trình tốn thời gian. Bao gồm hợp kim niken, titan, sau này là một loại nhựa được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ. Các thành phần của ngành hàng không luôn yêu cầu các vật liệu này, đây là một thách thức lâu dài.

Việc sản xuất máy bay hoàn toàn khác với các sản phẩm khác. Nhiều thành phần hàng không vũ trụ không được sản xuất hàng loạt. Một máy bay yêu cầu nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận chỉ có thể yêu cầu vài trăm hoặc ít hơn. Đây là đa dạng, sản xuất hàng loạt nhỏ. Thật không may, việc sản xuất nhiều giống và các lô nhỏ mâu thuẫn với ý định ban đầu của nhà sản xuất. Các nhà sản xuất cần dành thời gian và nỗ lực để xem xét và thiết lập các quy trình sản xuất cho từng thành phần, vì vậy một số nhà sản xuất chỉ đơn giản là không chấp nhận các dự án yêu cầu họ dành thời gian phát triển các quy trình hình học phức tạp để sản xuất một số thành phần. Đôi khi có thể đặt hàng nhiều số lượng hơn, nhưng nếu xử lý hậu kỳ của các bộ phận là có thể, nó có thể cho phép bạn tăng số lượng đơn hàng và lưu trữ các bộ phận dư thừa để sử dụng trong tương lai. Nhưng nó chỉ áp dụng cho các thiết kế liên tục có thể được sử dụng cho các mô hình máy bay trong tương lai và yêu cầu thêm không gian để lưu trữ.

Sau đây là những vấn đề khác nhau thường phải đối mặt khi sản xuất các thành phần hàng không, cũng như các giải pháp.

Kích thước một phần: Một máy bay bao gồm hàng triệu bộ phận. Có nhiều bộ phận nhỏ, nhưng cũng có một số thành phần lớn. Chúng ta phải tìm một nhà cung cấp với một máy CNC lớn để xử lý các bộ phận có kích thước này. Nếu không, bạn sẽ phải thiết kế lại các bộ phận. Điều này có thể yêu cầu chia nhỏ các thành phần lớn hơn thành các phần nhỏ hơn. Tuy nhiên, điều này có thể làm tăng trọng lượng tổng thể khi lắp ráp nhiều phần nhỏ hơn đòi hỏi phải ốc vít bổ sung. Mặt khác, phương pháp sản xuất cũng có thể được thay đổi. Đúc có thể tạo ra các bộ phận lớn trong một lần, nhưng nó vẫn có thể yêu cầu gia công CNC để xử lý hậu kỳ. Thời gian đúc dài hơn vì khuôn phải được thiết kế và sản xuất trước khi sản xuất bất kỳ bộ phận nào. Đúc có hiệu quả hơn về chi phí so với gia công CNC cho các bộ phận lô nhỏ.

Xử lý các thành phần vách mỏng lớn: Một số thành phần có khoang bên trong lớn. Nó đòi hỏi rất nhiều thời gian, tạo ra một lượng lớn chất thải, và cũng dẫn đến căng thẳng dư trong các bộ phận. Căng thẳng dư có thể gây cong vênh và biến dạng. Trong tình huống này, có một số lựa chọn. Nếu số lượng bộ phận cần thiết là nhỏ, một phần có thể được xử lý và kiểm tra. Nếu nó đáp ứng các thông số kỹ thuật, nó có thể tiếp tục được kiểm tra cho từng phần.

Đôi khi, các thành phần như vậy có thể được đúc, phù hợp hơn để sản xuất các thành phần lớn với các bức tường mỏng hơn, dẫn đến chất thải vật liệu ít hơn và ít cong vênh hơn. Để đạt được gia công chính xác và đáp ứng các yêu cầu dung nạp, gia công CNC vẫn có thể là cần thiết. Đồng thời, hiệu suất cao đặc biệt 5- Công cụ máy CNC trục có thể được sử dụng, có công suất, tốc độ và điều khiển mạnh hơn. Bằng cách sử dụng lực và tốc độ thấp hơn, các bộ phận có thành mỏng có thể được xử lý mà không cần áp dụng quá nhiều lực để gây biến dạng. Ngoài ra, các bộ phận có thể được gia công đối xứng bằng cách sử dụng độ sâu cắt xuyên tâm hoặc trục, có thể làm giảm ứng suất dư.

Thuộc tính vật liệu thích hợp

Có thể khó đạt được các tính chất vật liệu cụ thể cao cần thiết cho hàng không vũ trụ. Kim loại thường yêu cầu xử lý nhiệt để có được độ cứng và sức mạnh cần thiết. Xử lý trước xử lý nhiệt sẽ cải thiện đáng kể độ cứng và sức mạnh của vật liệu, và có thể duy trì dung sai chặt chẽ hơn. Tuy nhiên, việc xử lý vật liệu cứng mất nhiều thời gian hơn, làm hao mòn các công cụ nhiều hơn và chi phí xử lý cao hơn. Nếu xử lý nhiệt là cần thiết, các công cụ làm từ các vật liệu cứng hơn như titan thay vì cacbua có thể cải thiện những vấn đề này.

Đồng thời, cũng có một số vấn đề về xử lý nhiệt sau khi xử lý, có thể ảnh hưởng đến kích thước của các bộ phận, làm giảm độ chính xác của công nghệ CNC và khiến các bộ phận vượt quá thông số kỹ thuật. Tình huống này có thể được cải thiện bằng cách chọn xử lý nhiệt hiệu quả nhất. Vào cuối quá trình xử lý nhiệt, việc dập tắt áp lực có thể được sử dụng thay vì làm nguội dầu. Việc dập tắt dầu gây ra sự co rút nhanh hơn của vật liệu, dẫn đến những thay đổi chiều lớn hơn. Chúng tôi cũng cần chấp nhận chi phí tăng và chu kỳ giao hàng của điều trị nhiệt. Chất lượng là chìa khóa để gia công CNC, và cải thiện chất lượng đòi hỏi tốc độ hy sinh và chi phí phát sinh. Một lựa chọn khác là thực hiện một lượng nhỏ xử lý cuối cùng sau quá trình làm cứng. Bằng cách này, bạn có thể thực hiện hầu hết việc xử lý trên vật liệu cứng trước và hoàn thành quá trình làm cứng để đạt được dung sai cần thiết cho phần cuối cùng.

1. Tầm quan trọng của Sản xuất nguyên mẫu nhanh CNC: Máy CNC dựa vào các mô hình CAD 3D và hướng dẫn máy tính để tạo các bộ phận, cho phép các kỹ sư hàng không vũ trụ nhanh chóng tạo ra các thiết kế nguyên mẫu mới, kiểm tra chúng và chỉnh sửa chúng. Sản xuất tạo mẫu nhanh CNC không yêu cầu các công cụ đầu tư, giúp các công ty hàng không vũ trụ giảm thiểu chi phí ở mức độ lớn nhất có thể.

5- Công cụ máy CNC Axis hỗ trợ Sản xuất các thiết kế phức tạp: Thiết kế thành phần hàng không vũ trụ đang ngày càng trở nên phức tạp. Ví dụ, thiết bị hạ cánh và thân máy bay của một chiếc máy bay rất lớn, và một số chi tiết nhỏ đòi hỏi sự dung nạp cực kỳ nghiêm ngặt. 5- Máy phay CNC có thể đạt được các phạm vi mà 3- trục hoặc 4- máy trục không thể đạt được.

Vật liệu chất lượng cao sẽ cải thiện xử lý: Những vật liệu này bao gồm thép không gỉ, vật liệu composite bằng sợi carbon, hợp kim nhôm, hợp kim titan và có các đặc tính tuyệt vời như sức cản nhiệt và tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao, làm cho chúng rất phù hợp cho các ứng dụng hàng không vũ trụ.

Kim loại nhẹ rất quan trọng cho hiệu suất: nhôm và titan là kim loại được sử dụng phổ biến nhất trong máy bay do cường độ cao. Thép mạnh hơn và rẻ hơn nhôm, và có sức mạnh tương tự như titan. Titanium mạnh như thép, nhưng trọng lượng nhẹ hơn 45%, trong khi nhôm nhẹ hơn khoảng 33%. Kim loại nhẹ giúp cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu quả chung của máy bay. Nhược điểm là chúng thường khó xử lý thủ công. Máy móc điều khiển số tương thích với nhiều vật liệu và phụ thuộc nhiều vào chúng trong quá trình sản xuất.

Tầm quan trọng của kiểm soát chất lượng: Bảo trì công cụ máy thường xuyên có thể đảm bảo hiệu suất tối ưu và kéo dài tuổi thọ dịch vụ của họ. Kiểm tra và hiệu chuẩn thường xuyên có thể giúp các nhà sản xuất duy trì độ chính xác và hiệu quả của các công cụ máy CNC. Để đảm bảo rằng mỗi thành phần đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết, một giao thức kiểm tra nghiêm ngặt có thể được thực hiện trước giai đoạn lắp ráp để xác định và sửa lỗi. Sử dụng các công nghệ nâng cao như máy đo tọa độ (CMM) và quét laser để đảm bảo độ chính xác của các bộ phận.

Xu hướng định hình tương lai của gia công CNC hàng không vũ trụ: Công nghệ không ngừng phát triển và các nhà sản xuất phải theo kịp để cạnh tranh. Một số xu hướng quan trọng có khả năng thúc đẩy tương lai của gia công CNC trong ngành hàng không vũ trụ: 5- trục CNC có thể tạo ra các phần phức tạp với các hình dạng duy nhất.